متعددات الأميد

متعدد الأميد، أوالبولي أميد، polyamide، هومتبَلْمِر (متماثر) polymer أي جزيء ضخم. وسمي بهذا الاسم لأنه يحوي زمر -CONH مكررة في سلسلة المتماثر. وهومتبَلمِر تكاثف. التبلمرcondensation.

تتم عملية التبلمر بالتكاثف بين جزيئات مونوميرين monomers مختلفين؛ وينتج من عملية التكاثف - إضافة إلى التماثر - الماء أوغيره من النواتج الثانوية. وينبغي هنا ملاحظة الاختلافين الرئيسيين بين متبَلْمرات الضم ومتبلمرات التكاثف. ففي حالة الضم غالباً ماقد يكون هناك مونومير (موحود) واحد فقط ولا يتكون أي ناتج ثانوي لكن في حالة التكاثفقد يكون هناك مونوميران ويتكون ناتج ثانوي غالباً ماقد يكون الماء:(شكل (1A)

(شكل (1A)

حيث A وB تدلان على المونومير الداخل بالتفاعل وتدل n على عدد الجزيئات الداخلة في تفاعل البلمرة.

تصنيف

Polyamide family	Main chain	Examples of polyamides	Examples of commercial products
Aliphatic polyamides	Aliphatic	PAستة and PA 66	Nylon from DuPont
Polyphthalamides	Semi-aromatic	PA 6T = hexamethylenediamine + terephthalic acid	Trogamid from Evonik Industries
Aramides = aromatic polyamides	Aromatic	Paraphenylenediamine + terephthalic acid	Kevlar and Nomex from DuPont, Teijinconex, Twaron and Technora from Teijin, Kermel from Kermel

التحضير

يحضر متعدد الأميد بتفاعل ثنائي أمين أي يحوي جزيئُه زمرتي أمين —NH2[ر. الأمينات] وحمض ثنائي الكربوكسيل أي يحوي جزيئه زمرَتي كربوكسيل CO—OH[ر. الحموض الثنائية الكربوكسيل]. كما يمكن تحضير متبلمر التكاثف بعمل التكاثف الذاتي.

ولضروب متعدد الأميد صنفان طبيعية وصنعية. من ضروب متعدد الأميد الطبيعية المهمة الكازئين في الحليب، والبروتينات الموجودة في فستق العبيد وفول الصويا وبروتين الذرة. ومن متعددات الأميد الصنعية ضروب النايلون المتنوعة، وهناك ضروب من النايلون لا تتكون من متعددات الأميد، وفي الوقت نفسه ليست متعددات الأميد جميعها من نوع النايلون، مثال ذلك «الفيرساميد» versamide متعدد الأميد الذي له استعمالات عديدة، فهويدخل في خلق الأحبار والورنيش والدهانات.

ولعل أحد أبرز متعددات الأميد هوالنايلون ويرجع الفضل في تحضير النايلون (-6، 6) - ومسماه الكيمياوي بولي هكسا متيلين أديباميد - أول مرة إلى الأمريكي و. هـ. كاروثرز Carothers الذي حضَّره عام 1935 بتكثيف حمض الأديبيك COOH(CH2)2—(CH2)2COOH مع هكسا متيلين ثنائي الأمين NH2CH2CH2CH2—CH2CH2CH2NH2 وذلك وفق التفاعل:(شكل2A)

(شكل2A)

يتحرر جزيء ماء عند تفاعل جميع زمرة حمض مع زمرة أمين ومن هنا أُطلق على هذا النوع من التبلمر اسم تفاعل تكاثف. يعطي الرقم الأول وهوستة في هذا المتبلمر في شفع الأرقام بعد الاسم عدد ذرات الكربون في جزيء الأمين، ويعطي الرقم الثاني وهوستة أيضاً في هذا المتبلمر عددها في الحمض.

ويعد النايلون -6،6 مثالاً للمتبلمر المشهجر. والمتبلمر المشهجر هومتبلمر مكوَّن من نوعين مختلفين من المونوميرات.

يلاحظ حتى التفاعل الذي نتج منه البولمر هوتكرار تكوين رابطة الأميد تماماً كما هي الحال في تكوين جزيئات البروتينات بدءاً من الحموض الأمينية:(شكل 3A)

(شكل 3A)

ويصنع نوع آخر من النايلون هوالنايلون -6 من تبلمر مركب حلقي، هوكابرولاكتام، إذ يسبب التسخين فتح الحلقة؛ مما يسمح للجزيئات المتجاورة بالاتصال بعضها مع بعض منتجة سلسلة بولمر:(شكل 4A)

(شكل 4A)

وقد استحضر أول مرة عام 1940 في شركة فاربن اندستري I. G. Farbenindustrie الألمانية.

The reaction of two amino acids. Many of these reactions produce long chain proteins

وهذان النوعان من النايلون متشابهان في خواصهما ولا يختلفان إلا قليلاً بدرجتي انصهارهما مع أنهما مختلفان تمام الاختلاف باشتقاقهما. درجة انصهار الأول (-6،6) تساوي 264 ْس ودرجة انصهار الثاني (-6) 223 ْس، والنايلون الأول مثل النايلون الثاني تماماً مقاومته الكهربائية عالية وهوشديد المرونة، يمكن صبغه بالأصبغة الأيونية أوغير الأيونية. يتأثر بالحموض اللاعضوية ولكنه لا يتأثر بالقلويات، ينحل في ضروب الفينول بالتسخين، وينحل في الكريزولات وحمض النمل، ولا يذوب في المحلات العضوية. يصعب التهابه وتنطفئ الشعلة وحدها. وهوينصهر مكوِّناً حبيبات مقاومة لضروب العث. وهما يصنعان على هيئة ألياف أوقضبان أوحبيبات أوغُفل (غير مشغولة). وتتصف خيوط النايلون بمتانة فائقة لذلك كثيراً ما تستعمل الحبال المصنوعة من خيوط النايلون في مختلف الفعاليات مثل تسلق الجبال وعمليات الإنقاذ جو- بحر وفي صيد السمك. ويستعمل النايلون في صناعة الأقمشة وفي خلق المظلات وفي خلق فراشي الأسنان.

The reaction of 1,4-phenyl-diamine (para-phenylenediamine) and terephthaloyl chloride to produce Aramid